【全程复习】2014届高考物理第一轮复习方略 单元评估检测9 电磁感应 新人教版

1 单元评估检测单元评估检测 九九 第九章第九章 40 40 分钟分钟 100100 分分 一 选择题一 选择题 本大题共本大题共 1010 小题 每小题小题 每小题 7 7 分 共分 共 7070 分分 每小题至少一个答案正确 选不全每小题至少一个答案正确 选不全 得得 4 4 分分 1 2012 漳州模拟 如图所示 在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨 A B 导轨与直 导线平行且在同一水平面内 在导轨上有两可自由滑动的导体 ab 和 cd 当载流直导线中的 电流逐渐增强时 导体 ab 和 cd 的运动情况是 A 一起向左运动 B 一起向右运动 C ab 和 cd 相向运动 相互靠近 D ab 和 cd 相背运动 相互远离 2 2012 南京模拟 如图所示 ab 为一金属杆 它处在垂直于纸面向里的匀强磁 场中 可绕 a 点在纸面内转动 S 为以 a 为圆心位于纸面内的金属环 在杆转动过 程中 杆的 b 端与金属环保持良好接触 A 为电流表 其一端与金属环相连 一端 与 a 点良好接触 当杆沿顺时针方向转动时 某时刻 ab 杆的位置如图所示 则此 时刻 A 有电流通过电流表 方向由 c 向 d 作用于 ab 的安培力向右 B 有电流通过电流表 方向由 c 向 d 作用于 ab 的安培力向左 C 有电流通过电流表 方向由 d 向 c 作用于 ab 的安培力向右 D 无电流通过电流表 作用于 ab 的安培力为零 3 2012 苏州模拟 用一根横截面积为 S 电阻率为 的硬质导线做成一个半径为 r 的圆环 ab 为圆环的一条直径 如图所示 在 ab 的左侧存在一个匀强磁场 磁场垂直 圆环所在平面 方向如图 磁感应强度大小随时间的变化率 则 B k k0 t A 圆环中产生逆时针方向的感应电流 2 B 圆环具有扩张的趋势 C 圆环中感应电流的大小为 krS 2 D 图中 a b 两点间的电势差大小为 2 ab 1 U k r 4 4 2012 无锡模拟 图中 L 是绕在铁芯上的线圈 它与电阻 R R0 开关和电 池 E 构成闭合回路 开关 S1和 S2开始都处在断开状态 设在 t 0 时刻 接通开 关 S1 经过一段时间 在 t t1时刻 再接通开关 S2 则能较准确表示电阻 R 两端的电势差 Uab随时间 t 变化的图线是 5 2012 杭州模拟 如图甲所示 两个闭合圆形线圈 A B 的圆心重合 放在同一水平面内 线圈 A 中通以如图乙所示的变化电流 t 0 时电流方向为顺时针 如图甲箭头所示 在 t1 t2时间内 对于线圈 B 下列说法中正确的是 A 线圈 B 内有顺时针方向的电流 线圈有扩张的趋势 B 线圈 B 内有顺时针方向的电流 线圈有收缩的趋势 C 线圈 B 内有逆时针方向的电流 线圈有扩张的趋势 D 线圈 B 内有逆时针方向的电流 线圈有收缩的趋势 6 2012 中山模拟 如图所示 金属杆 ab 静放在水平固定的 U 形金属框上 整个装置 处于竖直向上的磁场中 当磁感应强度均匀增大时 杆 ab 总保持静止 则 A 杆中感应电流方向是从 b 到 a B 杆中感应电流大小保持不变 C 金属杆所受安培力逐渐增大 D 金属杆受三个力作用而保持平衡 7 如图所示为几个有理想边界的磁场区域 相邻区域的磁感应强度 B 大小相等 方向相反 3 区域的宽度均为 L 现有一边长为 L 的正方形导线框由图示位置开始 沿垂直于区域边界的 直线匀速穿过磁场区域 速度大小为 v 设逆时针方向为电流的正方向 下列各图能正确反 映线框中感应电流的是 8 2012 苏州模拟 如图所示 由导体棒 ab 和矩形线框 cdef 组成的 10 图 案在匀强磁场中一起向右匀速平动 匀强磁场的方向垂直线框平面向里 磁感应 强度 B 随时间均匀增大 则下列说法正确的是 A 导体棒的 a 端电势比 b 端电势高 电势差 Uab在逐渐增大 B 导体棒的 a 端电势比 b 端电势低 电势差 Uab在逐渐增大 C 线框 cdef 中有顺时针方向的电流 电流大小在逐渐增大 D 线框 cdef 中有逆时针方向的电流 电流大小在逐渐增大 9 2012 深圳模拟 如图所示 一个 U 形金属导轨水平放置 其上放有一个金属导 体棒 ab 有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面 且与竖直方向 的夹角为 在下列各过程中 一定能在轨道回路里产生感应电流的是 A ab 向右运动 同时使 减小 B 使磁感应强度 B 减小 角同时也减小 C ab 向左运动 同时增大磁感应强度 B D ab 向右运动 同时增大磁感应强度 B 和 角 0 90 10 如图所示 间距为 L 的光滑平行金属导轨弯成 形 底部导轨面水平 倾斜部分与 水平面成 角 导轨与固定电阻相连 整个装置处于竖直向上的大小为 B 的匀强磁场中 导体棒 ab 和 cd 均垂直于导轨放置 且与导轨间接触良好 两导体棒的电阻皆与阻值为 R 的固定电阻相等 其余部分电阻不计 当导体棒 cd 沿底部导轨向右以速度 v 匀速滑动时 导体棒 ab 恰好在倾斜导轨上处于静止状态 导体棒 ab 的重力 4 为 mg 则 A 导体棒 cd 两端电压为 BLv B t 时间内通过导体棒 cd 横截面的电荷量为 2BLvt 3R C cd 棒克服安培力做功的功率为 222 B L v R D 导体棒 ab 所受安培力为 mgsin 二 计算题二 计算题 本大题共本大题共 2 2 小题 共小题 共 3030 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的 要注明单位要注明单位 11 15 分 如图甲所示 两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置 导轨间距为 L 1 m 两 导轨的上端间接有电阻 阻值 R 2 虚线 OO 下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场 磁场磁感应强度为 2 T 现将质量 m 0 1 kg 电阻不计的金属杆 ab 从 OO 上方某处由静 止释放 金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触 且始终保持水平 不计导轨的电阻 已知金属杆下落 0 3 m 的过程中加速度 a 与下落距离 h 的关系图象如图乙所示 求 1 金属杆刚进入磁场时速度为多大 下落了 0 3 m 时速度为多大 2 金属杆下落 0 3 m 的过程中 在电阻 R 上产生多少热量 12 2011 四川高考 15 分 如图所示 间距的平行金属导轨 a1b1c1和 a2b2c2分0 3 m l 别固定在两个竖直面内 在水平面 a1b1b2a2区域内和倾角 37 的斜面 c1b1b2c2区域内分 别有磁感应强度 B1 0 4 T 方向竖直向上和 B2 1 T 方向垂直于斜面向上的匀强磁场 电 阻 R 0 3 质量 m1 0 1 kg 长为l的相同导体杆 K S Q 分别放置在导轨上 S 杆的 两端固定在 b1 b2点 K Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好 一端系于 K 杆中点的 轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂 绳上穿有质量 m2 0 05 kg 的小环 已知小环以 a 6 m s2的加速度沿绳下滑 K 杆保持静止 Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力 F 作用下 匀速运动 不计导轨电阻和滑轮摩擦 绳不可伸长 取 g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 5 1 小环所受摩擦力的大小 2 Q 杆所受拉力的瞬时功率 答案解析答案解析 1 解析 选 C 电流增强时 电流在 abcd 回路中产生的垂直向里的磁场增强 回路磁通 量增大 根据运动阻变法 可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加 因此 两导体要相 向运动 相互靠拢 故 C 正确 2 解析 选 A 当金属杆 ab 顺时针方向转动时 切割磁感线 由法拉第电磁感应定律知产 生感应电动势 由右手定则可知将产生由 a 到 b 的感应电流 电流表的 d 端与 a 端相连 c 端 与 b 端相连 则通过电流表的电流是由 c 到 d 而金属杆在磁场中会受到安培力的作用 由左 手定则可判断出安培力的方向为水平向右 阻碍金属杆的运动 故 A 正确 3 解析 选 B D 由题意可知磁感应强度均匀减小 穿过闭合线圈的磁通量在减小 根 据楞次定律可以判断 圆环中产生顺时针方向的感应电流 圆环具有扩张的趋势 故 A 错 误 B 正确 圆环中产生的感应电动势为 圆环的电阻为E t 2 B1 S r k t2 所以圆环中感应电流的大小为 故 C 错误 图中 a b 两 2 r R SS lEkrS I R4 点间的电势差 故 D 正确 2 ab 11 UIR k r 24 A 变式备选 用均匀导线做成的正方形线框边长为 0 2 m 正方形的一半放在垂直纸面向 里的匀强磁场中 如图所示 当磁场以 10 T s 的变化率增强时 线框中 a b 两点间的电势 差是 6 A Uab 0 1 VB Uab 0 1 V C Uab 0 2 VD Uab 0 2 V 解析 选 B 题图中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势 从而在线框中 有感应电流 把左半部分线框看成电源 其电动势为 E 内电阻为 画出等效电路如图所 r 2 示 则 a b 两点间的电势差即为电源的路端电压 设 是边长 且依题意知 由l B 10 T s t 得E t 22 BSB0 2 E10 V0 2 V tt 22 l 所以 rEr0 2r UI V0 1 V rr 22r2 22 A 由于 a 点电势低于 b 点电势 故 Uab 0 1 V 即 B 选项正确 4 解析 选 A 在 t 0 时刻 接通开关 S1 由于线圈的自感作用 流过 R 的电流逐渐增大 到某一固定值 I0 在 t t1时刻 再接通开关 S2 电源与电阻 R0被短路 线圈与 R S1 S2 组成闭合回路 由于线圈的自感作用 流过 R 的电流沿原方向从 I0逐渐减小到零 故只有 A 正确 5 解析 选 A 在 t1 t2时间内 通入线圈 A 中的电流是正向增大的 即逆时针方向增大 的 其内部会产生增大的向外的磁场 穿过 B 的磁通量增大 由楞次定律可判定线圈 B 中 会产生顺时针方向的感应电流 线圈 B 中电流为顺时针方向 与 A 中的电流方向相反 有排 斥作用 故线圈 B 将有扩张的趋势 综上所述 A 项正确 6 解析 选 B C 由楞次定律知回路中感应电流的方向为顺时针 A 错 由法拉第电磁感 7 应定律得 即 E 不变 而 故 B 对 F安 BIL 由于 B 均匀增大 B ES tt E I R 故 F安均匀增大 C 对 杆静止 受重力 支持力 安培力 摩擦力四个力而保持平衡 D 错 7 解析 选 D 导线框进入磁场中 0 至 L 的过程中 由右手定则知 感应电流的方向为顺 时针 即负方向 感应电流 大小恒定 A B 不正确 导线框进入磁场中 L 至 BLv I R 2L 的过程中 磁场方向反向 导线框左右两侧均切割磁感线 由右手定则 可判断感应电 流的方向为逆时针 即为正方向 感应电流 之后重复前面的过程 C 错误 D 2BLv I R 正确 8 解析 选 A 对导体棒 ab 由右手定则可判断 a 端电势高 由可知 因为磁感应EB v l 强度均匀增大 所以 Uab变大 故选项 A 正确 B 错误 对矩形线框 cdef 由楞次定律可判断 感应电流的方向为逆时针方向 但由于磁感应强度均匀增大 所以感应电流是恒定的 不会增 大 所以选项 C D 都错误 9 解析 选 A 设此时回路面积为 S 据题意 磁通量 BScos 对 A S 增大 减小 cos 增大 则 增大 A 正确 对 B B 减小 减小 cos 增大 可能不变 B 错 对 C S 减小 B 增大 可能不变 C 错 对 D S 增大 B 增大 增大 cos 减小 可能不变 D 错 故只有 A 正确 10 解析 选 B 导体棒 cd 匀速运动 产生的电动势 E BLv 由串联电路电压关系 则 A 错 则 cd R 1 UEBLv RR3 并 并 3BLv RRRRIQIt 2R 总并 总 则 B 正确 cd 棒克服安培力做功的功率 则 C 错 对 2BLvt Q 3R 222 cd 2B L v PBIL v 3R A 棒得 F安 mgtan 则 D 项错 abmgsinFcos A 安 11 解析 1 刚进入磁场时 a0 10 m s2 1 分 方向竖直向上 由牛顿第二定律有 BI0L mg ma0 2 分 若进入磁场时的速度为 v0 有 0 000 E IEBLv R 8 2 分 得 0 0 22 m gaR v B L 代入数值有 0 22 0 110 102 v m s1 m s 21 2 分 下落 0 3 m 时 通过 a h 图象知 a 0 表明金属杆受到的重力与安培力平衡有 mg BIL 2 分 其中 E IEBLv R 可得下落 0 3 m 时杆的速度 22 mgR v B L 代入数值有 22 0 1 10 2 v m s0 5 m s 21 2 分 2 从开始到下落 0 3 m 的过程中 由能的转化和守恒定律有 2 1 mghQmv 2 3 分 代入数值有 Q 0 29 J 1 分 答案